Новая видеокамера передала, как птицы и пчёлы воспринимают цвета

Новая технология позволит учёным и кинематографистам создавать видеоролики, которые точно передают цвета так, как их воспринимают нечеловеческие существа. Технология сочетает физическую аппаратуру и программное обеспечение (ПО) для создания фотографий и видео, которые точно передают цвета, видимые животными, такими как пчелы и птицы. Изобретатели применили систему камер, чтобы продемонстрировать, как чувствительный к ультрафиолету глаз птицы видит, например, оранжевых бабочек.


Человеческое зрение не назовёшь слабым. Например, не в пример многим другим живым существам, мы видим предметы с куда большей чёткостью. Но ряд животных обладает присущими только им зрительными способностями, в том числе они воспринимают волны света, недоступные человеку.

Но как понять, что это действительно так? Группа исследователей из Великобритании и США считает, что им удалось разработать универсальный метод для распознавания и имитации цветового зрения животных. Подход состоит в сочетании существующих методов фотосъемки с новым оборудованием и ПО.

Систему камер они использовали для передачи цветового зрения птицы, чувствительной к ультрафиолетовому излучению. Объектами съёмки стали три бабочки вида Colias eurytheme, распространённые в Северной Америке желтушки, причём в в их естественной среде обитания. В правом нижнем углу верхней иллюстрации показано, как воспринимает этих насекомых человеческий глаз. Остальная часть изображения — результат научной работы.

Система работает за счёт распределения света между двумя камерами, где одна чувствительна к ультрафиолету излучению, а другая — к видимой части спектра. Отделение световых волн достигается с помощью физической оптики, стекла, называемого светоделителем. Этот компонент зеркально отражает ультрафиолет, пропуская видимый нами спектр точно так же, как обычное прозрачное стекло. Так система улавливает волны света сразу четырёх различных длин: ультрафиолетовые, синие, зелёные и красные.

Затем специально разработанное ПО преобразует данные с камер в то, что исследователи назвали «единицами восприятия», которые соответствуют изученной чувствительности фоторецепторов животного. Таким образом можно создавать фото или первые по-настоящему достоверные видеоролики с цветопередачей, доступной животным. Во всяком случае так утверждают учёные.

Разработчики признают, что съёмку в ультрафиолетовом свете придумали давно. Если точнее, то первое известное видео в ультрафиолете датировано ещё 1969 годом. Однако таких попыток было немного из-за технических затруднений. Новый подход, как заверяет коллектив авторов, подразумевает высокую степень научной точности, поскольку и создавался, в том числе, в научных целях.

В статье о технологии, опубликованной в издании PLOS Biology, исследователи сообщили, как тестировали своё сочетание камер для преобразования цветов. В процессе получали записи того, как медоносные пчелы и пернатые, чувствительные к ультрафиолету, должны видеть желтовато-оранжевых бабочек. Полученные изображения они сравнили с результатами спектрофотометрии, стандарта, используемого для создания изображений с изменённой цветопередачей. Оказалось, что в зависимости от естественных условий съёмки, достоверность новоей системы варьировалась от 92% до 99%.



Кроме чисто научного достижения коллектив изобретателей также рассматривает планы использовать свою технологию для съёмки документальных фильмов о природе.

Исследователи уже построили две функционирующие системы и продумывают третью. При этом выражают надежду, что другие последуют по их пути. К тому же всё использованное оборудование скомпоновано из доступных в продаже камер и деталей. А соответствующее ПО оформили как всем доступный код для всех желающих, включая других учёных и кинематографистов.